《数字图像通信》系统全面地介绍了数字图像通信领域的基本理论和技术,在重点把握基本知识的基础上,同时反映了相关领域近年来的最新研究成果。全书共分为九章,涵盖了数字图像压缩编码的基本理论、先进技术,如:熵编码、预测编码、变换编码、矢量量化编码、运动估计、基于内容的视频编码、小波变换编码、分形编码等;分析了图像压缩编码的相关标准,还介绍了图像传输相关技术和图像通信应用系统。
《数字图像通信》注重基本理论、基本方法的讲述,同时把握数字图像通信领域目前新的发展方向。书中图文并茂,内容丰富新颖。讲述过程中由浅入深逐步展开,并强调理论联系实际。
《数字图像通信》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,适合作为通信与信息类、计算机类等相关专业本科生教学和研究生教学的教材或参考书,同时也可供从事图像处理、图像通信、数字电视、数字通信等领域的科技人员参考。
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《数字图像通信》:普通高等教育“十一五”国家级规划教材。 目录
第1章 图像及图像通信
1.1 图像信号的基本概念
1.1.1 图像信号的分类
1.1.2 彩色基础及模型
1.1.3 图像信号的表示
1.2 人眼视觉特性
1.2.1 相对视敏度
1.2.2 明暗视觉
1.2.3 对比灵敏度
1.2.4 分辨率
1.2.5 可见度阈值
1.3 图像质量的评估标准与方法
1.3.1 主观评价
1.3.2 客观测量
1.4 图像通信系统
1.4.1 模拟图像通信系统
1.4.2 数字图像通信系统
习题1
第2章 图像信号的分析与变换
2.1 图像信号的数字化
2.1.1 采样
2.1.2 量化
2.1.3 视频信号的数字化表达
2.2 二维离散傅里叶变换
2.2.1 二维DF、T的定义
2.2.2 维DFT的性质
2.2.3 维DFT的实现
2.3 离散余弦变换
2.3.1 一维DCT
2.3.2 维DCT
2.4 离散K-L变换
2.4.1 协方差矩阵
2.4.2 K-L变换关系
2.5 图像的统计特性
2.5.1 图像的自相关系数
2.5.2 图像差值信号的统计特性
2.5.3 图像的变换域统计特性
习题2
第3章 数字图像压缩的基本理论
3.1 图像编码理论基础
3.1.1 图像压缩编码系统的基本结构
3.1.2 信源模型及其熵
3.1.3 无失真编码理论
3.1.4 有失真编码理论
3.2 统计编码
3.2.1 霍夫曼编码
3.2.2 香农编码
3.2.3 算术编码
3.2.4 LZW编码
3.3 变换编码
3.3.1 正交变换编码原理
3.3.2 K-L变换
3.3.3 离散余弦变换(DCT)
3.4 线性预测编码
3.4.1 线性预测原理
3.4.2 最佳线性预测
3.5 矢量量化编码
3.5.1 编码方法
3.5.2 码书的设计
3.5.3 初始化码书
习题3
第4章 静止图像编码
4.1 二值图像编码
4.1.1 行程长度编码
4.1.2 二值图像的方块编码
4.1.3 JBIG标准简介
4.2 灰度图像编码
4.2.1 几种典型的灰度图像编码
4.2.2 渐进编码
4.3 JPEG标准
4.3.1 概述
4.3.2 JPEG标准的基本框架
4.3.3 基于DCT的编码过程
4.3.4 多分量图像
4.3.5 无损压缩
4.3.6 DCT渐进模式
4.3.7 分级模式
4.4 基于分形的图像压缩编码
4.4.1 压缩映射
4.4.2 仿射变换
4.4.3 迭代函数系统
4.4.4 图像的分形编码方法
习题4
第5章 图像的小波变换编码及JPEG2000标准
5.1 图像的小波变换
5.1.1 连续小波变换与反变换
5.1.2 多分辨率分析
5.1.3 一维离散小波变换与反变换
5.1.4 二维离散小波变换与反变换
5.2 提升小波变换
5.2.1 提升格式的基本原理
5.2.2 构造的提升方法
5.2.3 传统小波变换的提升实现
5.3 整数小波变换
5.4 小波变换编码
5.4.1 编码基本原理
5.4.2 小波图像系数的特点
5.4.3 小波变换编码的几个主要问题
5.5 基于小波变换的零树编码
5.5.1 嵌入式小波零树编码
5.5.2 SPIHT算法
5.6 EBCOT编码算法
5.6.1 概述
5.6.2 码流的可分级性
5.6.3 量化和逆量化
5.6.4 块编码
5.6.5 率失真优化
5.6.6 层的格式和表示
5.7 JPEG2000标准
5.7.1 概述
5.7.2 JPEG2000的基本框架
5.7.3 图像预处理
5.7.4 核心算法
5.7.5 码流格式
5.7.6 感兴趣区域
5.7.7 可伸缩性及容错性
习题5
第6章 序列图像编码及运动估计
6.1 序列图像编码系统
6.1.1 视频图像压缩的必要性
6.1.2 视频图像编码系统的一般结构
6.1.3 视频编码方案分类
6.2 视频图像帧间预测编码
6.2.1 帧间图像预测编码的依据
6.2.2 基于预测的编码方法
6.2.3 运动补偿帧间预测编码
6.3 二维运动估计
6.3.1 二维运动估计的基本概念
6.3.2 基于块的运动估计——块匹配算法
6.3.3 基于像素的运动估计——像素递归方法
6.3.4 基于网格的运动估计
6.3.5 全局运动估计
6.3.6 基于区域的运动估计
6.4 基于波形的视频编码
6.4.1 三种常用视频帧
6.4.2 基于块的混合视频编码
6.4.3 编码参数选择
6.5 基于内容的视频编码
6.5.1 基于物体的视频编码
6.5.2 基于知识的视频编码
6.5.3 基于语义的视频编码
6.5.4 分层编码系统
习题6
……
第7章 视频图像编码标准
第8章 图像的传输技术
第9章 数字图像通信应用系统
附录A AM编码器概率估计数据
附录B JPEG标准编码数据
参考文献 序言
近年来,数字图像的压缩编码和通信的应用越来越广泛,如可视电话、VOD、视频会议、基于IP的视频服务、数字图像监控、数字电视等。目前,图像、视频编码的研究已经从早期的重点面向存储转为了更多面向传输,人们所关心的问题不仅限于数据的压缩率、重建质量等指标,还需要研究在嵌入式系统中的实现、传输中的差错控制、各种信道上的特性分析等等。
当前,很多研究机构都在数字图像通信相关方面开展研究和开发工作;许多高校都开设了图像通信方面的课程。为了适应目前理论和技术的发展,需要改进教材的内容。在四川大学和四川大学电子信息学院的大力支持下,我们启动了教材的改进工作。与此同时,该教材选题也入选为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。在我们多年的教学工作及编写的讲义、教材的基础上,通过参考大量文献、专著,结合我们开展的科研工作,完成了本书的编写。
本书系统地介绍了数字图像通信的基本理论和方法,全书共分九章,主要为数字图像压缩编码理论与技术、数字图像传输及数字图像通信应用系统两个部分。其中重点在于介绍静止图像和序列图像编码的基本原理、算法和相关国际标准。在第一部分中介绍了图像编码的基本理论和技术,包括熵编码、预测编码、变换编码、运动估计、基于内容的编码、小波变换编码、分形编码等内容,并较为详细地讨论了JPEG、JPEG2000、MPEG-1、MPEG-4、H.264等国际编码标准及其实现过程;第二部分介绍了图像的传输信道、图像通信质量控制、基于网络的数字视频传输协议,还介绍了图像通信应用系统,如数字电视、流媒体技术、IPTV、数字监控等。
本书注重基础理论、基本技术的讲述,让读者通过本书的阅读,对数字图像通信中的信派编码、传输信道、应用系统等有全面的了解和把握;但同时又注意选材的深度和广度,还列举了大量的实例,并介绍了目前新的发展方向。
参加本书编写工作的主要人员有何小海、杨晓敏、吴晓红、吴炜、余艳梅、卿粼波、滕奇志等同志,通过大家集体讨论、分工编写、交叉修改后完成。本书分别由何小海、杨晓敏担任主编和副主编,负责大纲拟定、组织编著和统稿工作。另外,王正勇、陶青川等同志参加了前期的工作,研究生侯晨娟、鄢欣萌、徐萍、王林参加了部分文字整理工作,还有多位研究生参加了程序调试、图表制作等工作,在此一并致谢。 文摘
插图:
1.1.2.2 色度原理
人类彩色感觉具有两个属性:亮度和色度。亮度指被感知的光的明亮度,它是与可视频带中的总能量成正比的。色度指被感知的光的颜色和深浅,它是由光的波长成分决定的。色度又有两个属性特征:色调和饱和度。色调指彩色的类别(即颜色),它是由光的峰值波长决定的。饱和度指颜色有多纯,它是由光谱的范围或带宽决定的。
(1)亮度(Intensity)
照射的光越强,反射光也越强,看起来也越亮。显然,如果彩色光的强度降到使人看不到了,在亮度标尺上它应与黑色对应。同样,如果其强度变得很大,那么亮度等级应与白色对应。亮度是非彩色属性,彩色图像中的亮度对应于黑白图像中的灰度。需要注意的是,不同颜色的光,强度相同时照射同一物体也会产生不同的亮度感觉。
(2)色调(Hue)
色调是一种或多种波长的光作用于人眼所引起的彩色感觉。它描述纯色的属性(如纯黄色、橘色或红色)。
(3)饱和度(Saturation)
饱和度是指颜色的纯度即掺人白光的程度,或者是指颜色的深浅程度。饱和度的深浅与色光中白光的成分的多少有关。一种纯彩色光中加入的白光成分越少,该彩色的饱和度越高;反之,白光成分越多,饱和度就越低。饱和度反映了某种色光被白光冲淡的程度。对于同一色调的彩色光,饱和度越深,则颜色越鲜明或说越纯;相反则越淡。
饱和度与亮度有一定的关系,在饱和的彩色光中增加白光的成分,相当于增加了光能,因而变得更亮了,但是它的饱和度却降低了。若增加黑色光的成分,相当于降低了光能,因而变得更暗,其饱和度也降低了。
饱和度越高,色彩越艳丽、越鲜明突出,越能发挥其色彩的固有特性。但饱和度高的色彩容易让人感到单调刺眼。饱和度低,色感比较柔和协调,但若混色太杂容易让人感觉浑浊,色调显得灰暗。
| ISBN | 7561449763,978756144 |
|---|---|
| 出版社 | 四川大学出版社 |
| 作者 | 何小海 |
| 尺寸 | 16 |